|
|
Preparation of Mg-Al-Ti bulk materials via powder metallurgy
Brescher, Roman ; Doskočil, Leoš (oponent) ; Březina, Matěj (vedoucí práce)
This diploma thesis deals with research and preparation of bulk materials based on the Mg–Al–Ti system. The theoretical part summarizes the basic knowledge about magnesium alloys, focusing mainly on Mg–Al and Mg–Ti systems. Furthermore, basic information on powder metallurgy methods was included here, from the production of powder materials, through their compaction, to heat treatment and spark plasma sintering (SPS). The theoretical part ends with literature review on the current research of the Mg–Al–Ti system. In the experimental part, bulk materials based on the Mg–Al–Ti system was prepared using traditional methods of powder metallurgy, as well as using the SPS method. The microstructure of the material, elemental and phase composition was examined in this thesis. Subsequently, Vickers hardness and flexural strength were measured, and fractographic observation of the fracture surface was performed. It was found that the aluminum was completely dissolved during the heat treatment, but the titanium particles remained almost intact in the material and worked as a particulate reinforcement. Materials prepared by methods of conventional powder metallurgy showed increased porosity compared to materials prepared by the SPS, resulting in lower hardness and flexural strength. The hardness increased with increasing the amount of aluminum and titanium and with the amount of magnesium phase . Fractographic observation of the fracture surface suggests that a diffuse connection between the reinforcement and the matrix may have occurred after the sintering process.
|
|
|
Multi-materiálový 3D tisk slitin titanu a hliníku
Duchoň, Matěj ; Hutař, Pavel (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
Aditivní výroba multi-materiálových komponentů představuje perspektivní možnost výroby dílů, které kombinují vlastnosti spojovaných materiálů. Proto se tato práce zabývá výzkumem, optimalizací procesních parametrů a metodologií pro výrobu multi-materiálových dílů metodou SLM, přičemž cílem je vytvoření mechanicky odolného rozhraní dvou materiálů na bázi titanu a hliníku. Za účelem zjištění vhodné kombinace materiálů byl proveden návarový test, pomocí něhož byly také stanoveny prvotní procesní parametry a předběžný vliv zvýšené teploty předehřevu na vznik defektů na rozhraní materiálů. Tento test byl základem pro tisk objemových vzorků, jejichž rozhraní bylo detailně analyzováno pomocí světelné mikroskopie, testu mikrotvrdosti a metody EDS. Na závěr byla ověřena mechanická odolnost rozhraní pomocí tahové zkoušky. Dle výsledků návarového testu byla vybrána slitina titanu Ti6Al4V ve spojení s hliníkovou slitinou AlSi10Mg. V dalších testech objemových vzorků bylo zjištěno, že v případě zvýšení teploty předehřevu z 200 °C na 300 °C dojde ke snížení počtů trhlin na rozhraní o 31 %. Kombinací zvýšené teploty předehřevu a vhodných procesních parametrů bylo vytvořeno mechanicky odolné rozhraní materiálů téměř bez trhlin. Práce poskytuje souhrnný přehled problematiky multi-materiálového tisku a příčiny vzniku jednotlivých defektů, se kterými se rozhraní dvou různých materiálů potýká, čímž může sloužit jako základ pro další výzkum multi-materiálového tisku kovů.
|
|
|
Studium vlivu legovacích prvků na rozpustnost titanu v hořčíku
Staněk, Jan ; Buchtík, Martin (oponent) ; Březina, Matěj (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem vlivu hliníku a zinku na rozpustnost titanu v hořčíku. V teoretické části jsou shrnuty základní poznatky o hořčíku a o hořčíkových slitinách se zaměřením na systémy obsahující hliník, zinek a titan. Dále je zde popsána technologie práškové metalurgie, konkrétně příprava, zhutňování a slinování kovových prášků. Teoretickou část uzavírá rešerše o současném výzkumu ternárních a kvaternárních hořčíkových slitin. Experimentální část je zaměřena na přípravu hořčíkového materiálu legovaného titanem, zinkem a hliníkem pomocí práškové metalurgie a základní strukturně-mechanickou charakterizaci připravených materiálů. Byl sledován vliv legovacích prvků a teploty na rozpustnost titanových částic v hořčíku. Bylo zjištěno, že hlavní podmínkou rozpouštění titanu v hořčíku je teplota 800 °C a přítomnost hliníku, který zahajuje reakci tvorbou intermetalických sloučenin s titanem. Po začlenění titanu do struktury materiálu došlo vedle popsaných struktur také ke vzniku nových intermetalických sloučenin se všemi prvky, které dosud nebyly v literatuře popsány.
|
|
|
Tváření titanových slitin
Bednařík, Josef ; Podaný, Kamil (oponent) ; Lidmila, Zdeněk (vedoucí práce)
Práce byla orientována do oblasti tváření titanu a jeho slitin s cílem prověřit tvárné vlastnosti titanové slitiny VT 3-1. Pomocí pěchovací zkoušky provedené na lisu CZR 600, zpracované v programu Dewesoft, byly sestaveny křivky zpevnění pro pěchování za teploty 25 °C až 800 °C. Na základě provedených experimentů lze titanovou slitinu VT 3-1 doporučit pro tváření výhradně za vyšších teplot. Jako dolní mezní kovací teplotu je doporučeno zvolit teplotu 700 °C. Materiál pěchovaný při nižších teplotách vykazoval špatnou tvařitelnost zapříčiněnou zpevňováním materiálu. Mez kluzu při pěchování za pokojové teploty byla naměřena 1 100,8 MPa. Oproti tomu při 800 °C má hodnotu 321,7 MPa. Jako doplňující měření bylo provedeno stanovení tvrdosti před zkoušku a po zkoušce. Po zkoušce bylo měření provedeno na čele vzorku a také v řezu. U teploty 700 °C a 800 °C se u tvrdosti projevil důsledek dynamická rekrystalizace, která měla za následek pokles tvrdosti. Největší tvrdost byla u všech teplot zaznamenána uprostřed vzorku. Tento výsledek potvrdil tézi, že se zde nachází pásmo nejintenzivnější deformace v kolmém a osovém směru vzorku.
|
|
|
Růst lidských osteoblastů SaOS2 na titanu modifikovaném nanotubami.
Krýslová, Markéta ; Filová, Elena (vedoucí práce) ; Melkes, Barbora (oponent)
Tato práce shrnuje informace o interakcích mezi kostními osteoblasty a nanostrukturovanými materiály, které v dnešní době nabývají stále většího významu a nacházejí nové perspektivní uplatnění v medicíně a tkáňovém inženýrství. Každoročně se zvyšuje množství osob s umělou náhradou některých tkání, ale i celých orgánů, jako jsou kosti, klouby, zuby, chrupavky či šlachy. Mezi nejčastěji používané umělé materiály pro kostní náhrady patří titan a jeho slitiny. Titan má specifické vlastnosti, které umožňují implantátům setrvat v místě integrace déle než třicet let. Povrch titanu je pro lepší osteointegraci specificky upravován nejrůznějšími způsoby, např. potahováním hydroxyapatitem, potahováním vrstvou DLC (diamond like carbon) nebo plazmovým sprejováním. Nejnovější metodou povrchové úpravy titanu je takzvaná modifikace pomocí nanotub, které vytváří na povrchu implantátu nanodrsnost a zlepšují tak fyzikálně-chemické vlastnosti umělého materiálu. Nanostrukturovaný materiál napodobuje přirozenou strukturu kostní tkáně, podporuje adsorpci určitých proteinů, zlepšuje biokompatibilitu materiálu a příznivě ovlivňuje chování buněk, např. podporuje syntézu a vhodné uspořádání specifických molekul buněčné adheze a diferenciace.
|
|
|
Biomimetické modifikace titanu v tkáňovém inženýrství kostí.
Krýslová, Markéta ; Filová, Elena (vedoucí práce) ; Rampichová, Michala (oponent)
V okamžiku, kdy dojde k poškození či opotřebení kloubů, je jedním z řešení problému umělá náhrada. Nahrazením postiženého kloubu endoprotézou dochází ke snížení bolesti a pacient může opět vést kvalitní život bez omezení pohybu. Při konstrukci implantátu je třeba splnit všechna specifická kritéria na vlastnosti materiálu. Důležitý je hlavně jeho povrch, který je přímo spojen s kostní tkání. Po implantaci materiálu do kosti se může objevit řada negativních efektů např. infekce, zánět či uvolnění implantátu v důsledku nedostatečné osteointegrace. A právě vhodnou modifikací povrchu materiálu by mohla být zkvalitněna a urychlena osteointegrace a následná regenerace kostní tkáně. Tato práce se zabývá vývojem a hodnocením moderních materiálů imitujících strukturu kosti, zejména nanodrsnost a přítomnost biomimetické složky, např. hydroxyapatitu. V samotném experimentu je hodnocena adheze, proliferace, viabilita, diferenciace a syntéza specifických proteinů lidských osteoblastů linie Saos-2 na titanu modifikovaném nanotubami a hydroxyapatitem v porovnání s nemodifikovaným titanem. Klíčová slova: titan, osteoblasty, nanotuby, hydroxyapatit, nanodrsnost
|
|
|
Sol-gel synthesis of ternary ZnxTiyOz nanostructures for applications in solar cell technologies and photonics
Mrázek, Jan ; Nižňanský, Daniel (vedoucí práce) ; Pinkas, Jiří (oponent) ; Pollert, Emil (oponent)
Tato práce se zabývá přípravou nanokrystalických materiálů ternárních fází ZnxTiyOz, jejich charakterizací a potenciální aplikací ve fotonice. Dosažené výsledky přinášení nové poznatky o procesech vedoucích ke vzniku nanokrystalických fází ZnxTiyOz z amorfních xerogelů a poskytují nové informace o strukturních a opto-elektrických vlastnostech připravených materiálů. Na základě vypracovaných postupů lze připravit většinu z doposud známých ternárních struktur, a to nejen ve formě prášku, ale i ve formě tenkých vrstev. K přípravě byla zvolena metoda sol-gel. Připravené základní soly byly připraveny dvěma postupy. V prvním postupu je využito reakce [Zn4O]acetát6 klastrů s i-propoxidem titaničitým. Druhý postup je založen na přímé heteronukleaci dihydrátu octanu zinečnatého s butoxidem titaničitým v ethanolu. Připravené soly byly alternativně dopovány 1 at. % Eu3+ a naneseny jako tenké vrstvy nebo tepelně zpracovány na xerogely. První část práce se věnuje studiu krystalizačních vlastností a teplotnímu vývoji vzniklých sloučenin. Na základě dosažených výsledků byly přirpraveny čisté nanokrystalické faze inverzního spinelu Zn2TiO4, defektního spinelu ZnTiO3 and rhombohedrického ZnTiO3 s definovanou velikostí nanokrystalů. V závislosti na zvolených podmínkách tepelného zpracování může být velikost...
|
|
|
Stanovení titanu a fosforu atomovou absorpční spektrometrií
Jeníková, Eva ; Hraníček, Jakub (vedoucí práce) ; Rychlovský, Petr (oponent)
Předkládaná bakalářská práce se zabývá optimalizací metod stanovení titanu a fosforu technikou atomové absorpční spektrometrie s plamenovou atomizací ve složení acetylen-oxid dusný. Pro jednotlivá stanovení byly experimentálně nalezeny optimální hodnoty pro průtokovou rychlost acetylenu, koncentraci přídavku hliníku či vápníku, výšku paprsku nad hranou hořáku a jiné faktory pro zvýšení analytického signálu. Za těchto experimentálně zjištěných podmínek bylo provedeno stanovení a zjištění základní charakteristiky metod u obou prvků. Významnost stanovení těchto dvou prvků souvisí s tím, že materiály na bázi titanu a oxidu titaničitého povrchově modifikované sloučeninami fosforu jsou perspektivní pro řadu biomedicínských i průmyslových aplikací. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Metastabilní beta slitiny titanu pro využití v biomedicíně
Preisler, Dalibor ; Stráský, Josef (vedoucí práce) ; Janeček, Miloš (oponent)
V této práci byl studován vliv stárnutí a zápustkového kování na mikrostrukturu a mechanické vlastnosti biokompatibilní metastabilní slitiny o složení Ti-35,3Nb-7,3Zr-5,7Ta-0,7O (hm. %). Připravené stavy byly studovány pomocí optické a skenovací elektronové mikroskopie, měření mikrotvrdosti a tahových zkoušek. Ve výchozím i ve stárnutých stavech byly nalezeny chemické nehomogenity dendritického tvaru, zrna velikosti stovek mikrometrů a četné póry velikosti jednotek mikrometrů. Precipitace alfa fáze byla ve stárnutých stavech zanedbatelná a alfa částice vznikly pouze na hranicích zrn. V kovaném stavu byla nalezena od velkých zrn o velikosti stovek mikrometrů až po zrna mikrometrová. Ve stárnutém i kovaném stavu byl zjištěn nárůst mikrotvrdosti oproti výchozímu stavu, ale nebyly pozorovány významné rozdíly mezi různými podmínkami stárnutí. Byla zjištěna mez kluzu výchozího stavu 870 MPa, v kovaném stavu došlo ke zvýšení na 1120 MPa. Slitina se v obou zkoumaných stavech projevila jako tvárná při pokojové teplotě. Díky své pevnosti je slitina perspektivní pro výrobu kloubních implantátů.
|
|
|
Aktivace ferrocenových ligandů sendvičovými komplexy prvků 4 skupiny
Kout, Matyáš ; Štěpnička, Petr (vedoucí práce) ; Vojtíšek, Pavel (oponent)
Tato bakalářská práce se zabývá syntézou, reaktivitou a charakterizací produktů reakcí substituovaných ferrocenových ligandů s elektronově deficitními sendvičovými komplexy prvků 4. vedlejší skupiny v oxidačním stavu II s cílem nalézt experimentální podmínky pro přípravu komplexních sloučenin obsahujících dva různé kovové atomy v jedné molekule. Reakce byly prováděny pod inertní atmosférou a výsledné produkty krystalovány. Získaný krystalický materiál byl studován rentgenovou krystalografií a měření nukleární magnetické rezonance ve snaze určit molekulovou strukturu produktů výše uvedených reakcí. Během práce se projevila nestálost připravených sloučenin vůči vzdušné vlhkosti a kyslíku, což vedlo k získání několika originálních sloučenin (rozkladných produktů). Zvláště izolovaný komplex zirkonocenu obsahující peroxidový ligand může nabídnout precedens při studiu aktivace molekuly kyslíku nízkovalentními metalocenovými komplexy.
|
host ::
RSS.